Java是一門(mén)用來(lái)開(kāi)發(fā)軟件的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，如同漢語(yǔ)是在中國(guó)進(jìn)行交流你的語(yǔ)言，西班牙語(yǔ)是在西班牙交流的語(yǔ)言，編程自然適合計(jì)算機(jī)溝通，就需要使用計(jì)算機(jī)認(rèn)識(shí)的語(yǔ)言，那么Java就是其中一個(gè)，接下來(lái)會(huì)依次介紹：

• 軟件開(kāi)發(fā)介紹
• 常見(jiàn)的編程語(yǔ)言
• Java語(yǔ)言的特點(diǎn)
• Java運(yùn)行機(jī)制

軟件開(kāi)發(fā)

軟硬件介紹

• 硬件：一般是計(jì)算機(jī)硬件的簡(jiǎn)稱，是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子，機(jī)械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱。這些物理裝置按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體為計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行提供物質(zhì)基礎(chǔ)，比如主板，硬盤(pán)，內(nèi)存條，電源，顯卡等能摸得著的東西都是硬件
• 軟件：是一系列按照特定順序組織的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和指令的集合。一般來(lái)講軟件被劃分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件，軟件并不只是包括可以在計(jì)算機(jī)（這里的計(jì)算機(jī)是指廣義的計(jì)算機(jī)）上運(yùn)行的電腦程序，與這些電腦程序相關(guān)的文檔一般也被認(rèn)為是軟件的一部分

• windows操作系統(tǒng)，ios操作系統(tǒng)等都屬于系統(tǒng)級(jí)別軟件，提供了直接通過(guò)圖形頁(yè)面操作計(jì)算機(jī)的功能
• 微信、QQ、釘釘這些屬于應(yīng)用軟件，可以幫助我們完成一些日常，工作需求

軟件開(kāi)發(fā)

軟件開(kāi)發(fā)是根據(jù)用戶要求建造出軟件系統(tǒng)或者系統(tǒng)中的軟件部分的過(guò)程。軟件開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)包括需求捕捉、需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試的系統(tǒng)工程。軟件一般是用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通常采用軟件開(kāi)發(fā)工具可以進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

1. 程序員主要完成的是實(shí)現(xiàn)這個(gè)步驟，當(dāng)然自己寫(xiě)的代碼也要自己測(cè)試一下才可以提交哦！

2. 需求捕捉：就是獲取需求，我們要做什么，這是軟件開(kāi)發(fā)的第一步，一般由老板、客戶或者產(chǎn)品經(jīng)理負(fù)責(zé)

3. 需求分析：經(jīng)過(guò)深入細(xì)致的調(diào)研和分析，準(zhǔn)確理解用戶和項(xiàng)目的功能、性能、可靠性等具體要求，將用戶非形式的需求表述轉(zhuǎn)化為完整的需求定義，從而確定系統(tǒng)必須做什么

4. 設(shè)計(jì)：根據(jù)需求分析階段確定的功能設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、劃分功能模塊、確定每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)方法，形成軟件的具體設(shè)計(jì)方案，這步驟一般UI設(shè)計(jì)師會(huì)參與進(jìn)來(lái)，協(xié)助完成軟件原型或者操作界面的設(shè)計(jì)

5. 測(cè)試：在規(guī)定的條件下對(duì)程序進(jìn)行操作，以發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤，衡量軟件質(zhì)量，并對(duì)其是否能滿足設(shè)計(jì)要求進(jìn)行評(píng)估，現(xiàn)在軟件的規(guī)模越來(lái)越大，功能越來(lái)越復(fù)雜，企業(yè)在陸陸續(xù)續(xù)配備專(zhuān)業(yè)的測(cè)試人員

人機(jī)交互方式

正常人類(lèi)與計(jì)算機(jī)交互，也就是操作者對(duì)電腦發(fā)出一個(gè)命令之后計(jì)算機(jī)給操作者的反饋，操作者再根據(jù)反饋發(fā)出命令的這么一個(gè)循環(huán)過(guò)程。

按照目前科技普及程度，人機(jī)交互的方式有兩類(lèi)，【圖形化界面】和【命令行方式】，下方將會(huì)介紹兩者概念區(qū)別，并且同時(shí)以打開(kāi)windows文件系統(tǒng)為例實(shí)際演示。

圖形化界面（Graphical User Interface GUI）

這種方式簡(jiǎn)單直觀，操作者易于接受，容易上手操作。我們現(xiàn)在使用的大部分軟件都是圖形化界面的，我們通過(guò)點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)、文字，通過(guò)滑動(dòng)頁(yè)面、長(zhǎng)按等操作實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件的操作。

命令行方式（Command Line Interface CLI）

需要有一個(gè)控制臺(tái)，輸入特定的指令，讓計(jì)算機(jī)完成一些操作。較為麻煩，上手也比較困難，需要記錄住一些命令。比如windows系統(tǒng)可以輸入cmd來(lái)開(kāi)啟控制臺(tái)。

總結(jié)

• 無(wú)論是哪種方式目的都是和計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)話，命令方式更加直接，圖形頁(yè)面方式更加方便
• 圖形頁(yè)面其實(shí)是對(duì)命令的封裝，配上美觀的圖標(biāo)和合理的頁(yè)面設(shè)計(jì)，方便用戶使用
• 對(duì)于軟件的使用者來(lái)說(shuō)我們當(dāng)然要提供圖形頁(yè)面，以降低使用難度，對(duì)于程序員來(lái)說(shuō)工作過(guò)程中還要使用很多軟件命令行操作方式需要我們了解和掌握，當(dāng)然不是所有的，只是一些必須的會(huì)用就行了，忘記了也可以百度一下

常用DOS命令

下方列出一些windows系統(tǒng)中常用的命令，也稱為【DOS命令】

dir : 列出當(dāng)前目錄下的文件以及文件夾md : 創(chuàng)建目錄rd : 刪除目錄cd : 進(jìn)入指定目錄cd.. : 退回到上一級(jí)目錄cd: 退回到根目錄del : 刪除文件exit : 退出 dos 命令行

常用快捷鍵

← →：移動(dòng)光標(biāo) ↑ ↓：調(diào)閱歷史操作命令 Delete和Backspace：刪除字符

常見(jiàn)的編程語(yǔ)言

C： 許多計(jì)算機(jī)科學(xué)家表示，學(xué)習(xí)C可以教初學(xué)者了解計(jì)算機(jī)程序的真正原理，還有一些人認(rèn)為，它應(yīng)該是計(jì)算機(jī)開(kāi)始學(xué)習(xí)編程的人學(xué)會(huì)的頭一種語(yǔ)言。主要用于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序。

C ：是C語(yǔ)言的增強(qiáng)，主要用于開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，嵌入式軟件，高性能服務(wù)器和客戶端應(yīng)用及娛樂(lè)軟件。

Java：說(shuō)它是至今最流行的編程語(yǔ)言也不足為過(guò)，其可以用于各種各樣的領(lǐng)域，包括企業(yè)應(yīng)用及基礎(chǔ)設(shè)施，以及Web應(yīng)用和移動(dòng)開(kāi)發(fā)。

JavaScript：在Web應(yīng)用上有著非常大的需求，主要目的是為了解決服務(wù)器端語(yǔ)言，比如Perl，遺留的速度問(wèn)題，為客戶提供更流暢的瀏覽效果。JavaScript主要用于實(shí)現(xiàn)為Web瀏覽器，以提供增強(qiáng)的用戶界面和動(dòng)態(tài)網(wǎng)站。

C#：是微軟公司發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮摹⑦\(yùn)行于.NET Framework之上的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。借鑒了Java，C，C 和Delphi的一些特點(diǎn)，如今C#已經(jīng)成為微軟應(yīng)用商店和開(kāi)發(fā)成員非常歡迎的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。

PHP：是一種通用開(kāi)源腳本語(yǔ)言，特別適合于Web開(kāi)發(fā)，可嵌入到HTML中，它最初是用來(lái)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)產(chǎn)生的。語(yǔ)法吸收了C語(yǔ)言、Java和Perl的特點(diǎn)，入門(mén)門(mén)檻較低，易于學(xué)習(xí)，使用廣泛。

Python：是應(yīng)用于設(shè)計(jì)各種各樣的應(yīng)用程序的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言， 往往比Tcl，Perl，Ruby，Scheme和Java更容易編寫(xiě)。Python語(yǔ)法簡(jiǎn)潔而清晰，具有豐富和強(qiáng)大的類(lèi)庫(kù)。它常被昵稱為膠水語(yǔ)言，它能夠很輕松的把用其他語(yǔ)言制作的各種模塊（尤其是C/C ）輕松地聯(lián)結(jié)在一起。

Ruby：是一種動(dòng)態(tài)的，側(cè)重于簡(jiǎn)單個(gè)高效的開(kāi)源語(yǔ)言，他是一個(gè)優(yōu)雅的語(yǔ)法，能夠很自然的閱讀和編寫(xiě)，適合于快速開(kāi)發(fā)，一般開(kāi)發(fā)效率是JAVA的5倍。

Objective-C：對(duì)于鐘情于Apple設(shè)備的網(wǎng)友來(lái)說(shuō)，Objective-C的流行就得益于蘋(píng)果的成功，其是增加了Smalltalk風(fēng)格的消息在C編程語(yǔ)言中的反射，面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言。主要使用于蘋(píng)果系統(tǒng)和GNUstep這兩個(gè)使用OpenStep的標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。隨著蘋(píng)果平臺(tái)的巨大人氣，如今Objective-C語(yǔ)言被人們逐漸知道。

HTML5：是用于構(gòu)建因特網(wǎng)的核心技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，用于Web呈現(xiàn)內(nèi)容，它是HTML標(biāo)準(zhǔn)的第五次修訂，如今，HTML5繼續(xù)在移動(dòng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了多樣化的發(fā)展道路，37％的開(kāi)發(fā)者依賴HTML5開(kāi)發(fā)移動(dòng)網(wǎng)站和Web應(yīng)用程序 。

CSS：是一種用來(lái)表現(xiàn)HTML或XML等文件樣式的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。最常用于Web樣式和HTML和Xhtml接口，該語(yǔ)言可以應(yīng)用與任何類(lèi)型的XML文檔， CSS的設(shè)計(jì)主要是為了使文檔內(nèi)容從文檔表示的分離，包括元素，如布局、顏色和字體。

Java語(yǔ)言介紹

Java語(yǔ)言是SUN(Stanford University Network，斯坦福大學(xué)網(wǎng)絡(luò)公司 ) 在1995年推出的一 門(mén)高級(jí)編程語(yǔ)言。是一種面向Internet的編程語(yǔ)言。Java一開(kāi)始富有吸引力是因?yàn)镴ava程序可以 在Web瀏覽器中運(yùn)行。這些Java程序被稱為Java小程序（applet）。applet使用現(xiàn)代的圖形用戶界面與Web用戶進(jìn)行交互。 applet內(nèi)嵌在HTML代碼中。 隨著Java技術(shù)在web方面的不斷成熟，已經(jīng)成為Web應(yīng)用程序的首選開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。

Java語(yǔ)言技術(shù)結(jié)構(gòu)

Java語(yǔ)言主要應(yīng)用

從Java的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)分，Java語(yǔ)言的應(yīng)用方向主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面

• 企業(yè)級(jí)應(yīng)用：主要指復(fù)雜的大企業(yè)的軟件系統(tǒng)、各種類(lèi)型的網(wǎng)站。Java的安全機(jī)制以及 它的跨平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，使它在分布式系統(tǒng)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)中有廣泛應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域包括金融、電 信、交通、電子商務(wù)等
• Android平臺(tái)應(yīng)用：Android應(yīng)用程序使用Java語(yǔ)言編寫(xiě)。Android開(kāi)發(fā)水平的高低 很大程度上取決于Java語(yǔ)言核心能力是否扎實(shí)
• 大數(shù)據(jù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)：各類(lèi)框架有Hadoop，spark，storm，flink等，就這類(lèi)技術(shù)生態(tài) 圈來(lái)講，還有各種中間件如flume，kafka，sqoop等等 ，這些框架以及工具大多數(shù) 是用Java編寫(xiě)而成，但提供諸如Java，scala，Python，R等各種語(yǔ)言API供編程
• 移動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用：主要表現(xiàn)在消費(fèi)和嵌入式領(lǐng)域，是指在各種小型設(shè)備上的應(yīng)用，包括手 機(jī)、PDA、機(jī)頂盒、汽車(chē)通信設(shè)備等

目前基本從事兩個(gè)階段，首先是企業(yè)級(jí)應(yīng)用方向，成為一名后端開(kāi)發(fā)工程師，然后向大數(shù)據(jù)方向靠攏，安卓和移動(dòng)領(lǐng)域不適合大部分人，特殊機(jī)遇除外

Java主要特性

• Java語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)：Java語(yǔ)言的語(yǔ)法與C語(yǔ)言和C 語(yǔ)言很接近，使得大多數(shù)程序員很容易學(xué)習(xí)和使用Java
• Java語(yǔ)言面向?qū)ο螅?/span>Java語(yǔ)言提供類(lèi)、接口和繼承等原語(yǔ)，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)， 只支持類(lèi)之間的單繼承，但支持接口之間的多繼承，并支持類(lèi)與接口之間的實(shí)現(xiàn)機(jī)制（關(guān)鍵字為implements）
• Java跨平臺(tái)性：通過(guò)Java的虛擬機(jī)，JVM可以實(shí)現(xiàn)一次編寫(xiě)到處運(yùn)行的效果
• Java語(yǔ)言分布式：Java語(yǔ)言支持Internet應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，在基本的Java應(yīng)用編 程接口中有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程接口（java net），它提供了用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程的類(lèi) 庫(kù)，包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。Java的RMI（遠(yuǎn)程 方法激活）機(jī)制也是開(kāi)發(fā)分布式應(yīng)用的重要手段
• Java語(yǔ)言的健壯性。Java的強(qiáng)類(lèi)型機(jī)制、異常處理、垃圾的自動(dòng)收集等是Java程序健壯性的重要保證。對(duì)指針的丟棄是Java的明智選擇
• Java語(yǔ)言的安全性。Java通常被用在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，為此，Java提供了一個(gè)安全機(jī)制以防惡意代碼的攻擊如：安全防范機(jī)制（類(lèi)ClassLoader），如分配不同的 名字空間以防替代本地的同名類(lèi)、字節(jié)代碼檢查
• Java語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)無(wú)侵入性：Java程序（后綴為java的文件）在Java平臺(tái)上被編譯為體系結(jié)構(gòu)中立的字節(jié)碼格式（后綴為class的文件），然后可以在實(shí)現(xiàn)這個(gè) Java平臺(tái)的任何系統(tǒng)中運(yùn)行
• Java語(yǔ)言是解釋型語(yǔ)言：如前所述，Java程序在Java平臺(tái)上被編譯為字節(jié)碼格式，然后可以在實(shí)現(xiàn)這個(gè)Java平臺(tái)的任何系統(tǒng)的解釋器中運(yùn)行
• Java是的高性能：與那些解釋型的高級(jí)腳本語(yǔ)言相比，Java的性能還是較優(yōu)的，配合一些其他中間件可以發(fā)揮更強(qiáng)的性能
• Java語(yǔ)言原生支持多線程。在Java語(yǔ)言中，線程是一種特殊的對(duì)象，它必須由Thread類(lèi)或其子（孫）類(lèi)來(lái)創(chuàng)建。多線程可以有效提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度

Java的跨平臺(tái)性

不同的平臺(tái)對(duì)程序的解讀是不一致的，在需要運(yùn)行 Java 應(yīng)用程序的操作系統(tǒng)平臺(tái)上，先安裝一個(gè)Java虛擬機(jī) (JVM Java Virtual Machine) 。由JVM來(lái)負(fù)責(zé)Java程序在該系統(tǒng)中的運(yùn)行。如果安裝了JDK則自帶安裝好JVM。所以在不同的平臺(tái)上安裝對(duì)應(yīng)的JVM，Java程序和平臺(tái)之間有一個(gè)JVM當(dāng)做翻譯員，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)性。

比如，你對(duì)一個(gè)中國(guó)人說(shuō)“你好”，他明白是在問(wèn)候，會(huì)給出正確的反饋，如果對(duì)一個(gè)美國(guó)人說(shuō)“你好”，他就是一個(gè)問(wèn)號(hào)了。JVM可以理解成翻譯員就行啦，和美國(guó)人交流需要懂英語(yǔ)的翻譯員，和韓國(guó)人交流需要懂韓語(yǔ)的翻譯員。

Linux上的JVM就比較懂Linux，Windows的JVM就比較懂Windows，那么，你懂了嗎？

Java運(yùn)行機(jī)制

Java的運(yùn)行機(jī)制主要分為兩個(gè)核心：

• Java虛擬機(jī) (Java Virtal Machine)，簡(jiǎn)稱JVM
• 垃圾收集機(jī)制 (Garbage Collection)，簡(jiǎn)稱GC

程序啟動(dòng)之后會(huì)運(yùn)行在JVM中，在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生垃圾，這個(gè)垃圾可以暫時(shí)理解為對(duì)電腦內(nèi)存的不必要的占用，GC是回收清理這些垃圾的工具，他也是在JVM中運(yùn)行的。

就比如我們生活在一個(gè)房間中，每天都會(huì)產(chǎn)生一些生活垃圾，這些垃圾會(huì)占用房間中的一些位置空間，這時(shí)你有一個(gè)保姆就是GC，它會(huì)定時(shí)去識(shí)別哪些是垃圾，然后將這些垃圾扔掉，存放垃圾的地方就騰出來(lái)可以放其他東西啦?。?！

JVM

JVM是一個(gè)虛擬的計(jì)算機(jī)，具有指令集并使用不同的存儲(chǔ)區(qū)域。負(fù)責(zé)執(zhí)行指令，管理數(shù)據(jù)、內(nèi)存、寄存器。

• 對(duì)于不同的平臺(tái)，有不同的虛擬機(jī)。
• 只有某平臺(tái)提供了對(duì)應(yīng)的java虛擬機(jī)，Java程序才可在此平臺(tái)運(yùn)行
• Java引入虛擬機(jī)的機(jī)制屏蔽了底層運(yùn)行平臺(tái)的差別，實(shí)現(xiàn)了“一次編譯，到處運(yùn)行”

垃圾回收

對(duì)于有編程經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)應(yīng)該知道，在C語(yǔ)言中資源的占用是需要我們手動(dòng)去釋放的，稍不注意就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存溢出，內(nèi)存泄漏的問(wèn)題，Java相當(dāng)于一輛自動(dòng)擋汽車(chē)，引入垃圾回收機(jī)制，自動(dòng)把不需要的內(nèi)存資源回收掉。不再使用的內(nèi)存空間應(yīng)回收—— 垃圾回收。

• 在C/C 等語(yǔ)言中，由程序員負(fù)責(zé)回收無(wú)用內(nèi)存。
• Java 語(yǔ)言消除了程序員回收無(wú)用內(nèi)存空間的責(zé)任：它提供一種系統(tǒng)級(jí)線程跟蹤存儲(chǔ)空 間的分配情況。并在JVM空閑時(shí)，檢查并釋放那些可被釋放的存儲(chǔ)空間。
• 垃圾回收在Java程序運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)進(jìn)行，程序員無(wú)法精確控制和干預(yù)。

當(dāng)然Java中的GC機(jī)制也不是萬(wàn)金油，在某些極端情況下仍然會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出，我們可以通過(guò)實(shí)際情況修改參數(shù)和代碼，暫時(shí)就不用擔(dān)心啦

總結(jié)：

• JVM是安裝在計(jì)算機(jī)上提供Java程序的運(yùn)行環(huán)境
• 不同的操作系統(tǒng)有不同的JVM，可以實(shí)現(xiàn)同一個(gè)Java程序不需要做任何修改，就可以運(yùn)行在不同的操作系統(tǒng)上
• Java還引入了GC也就是垃圾回收機(jī)制，會(huì)幫助我們自動(dòng)回收不需要再占用的內(nèi)存空間